检索结果-南通市图书馆

作者：韩彩北京交通大学

学位级别：硕士

随着我国高速铁路的快速发展,其在人们的生活中所扮演的角色越来越重要。了解高速铁路无线信道环境并对高速铁路信道建模是当前中国铁路迫切需要解决的问题。在确定高速铁路信道模型的时候首先应该确定无线信道的参数,包括信道的幅度、... 详细信息

随着我国高速铁路的快速发展,其在人们的生活中所扮演的角色越来越重要。了解高速铁路无线信道环境并对高速铁路信道建模是当前中国铁路迫切需要解决的问题。在确定高速铁路信道模型的时候首先应该确定无线信道的参数,包括信道的幅度、时延、多普勒频移、离开角、到达角等信道参数信息,这个过程需要比较先进的高分辨率的无线信道参数萃取方法。本文首先研究了基础的三类无线信道参数萃取算法,第一类是多重信号分类法(Multiple Signal Classification, MUSIC),该方法充分利用了信号子空间和噪声子空间之间的正交特性,可以单独对非相干信号的入射水平角进行萃取。第二类是旋转不变技术估计信号参数(Estimating Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, ESPRIT)算法,该算法把接收阵列分为两个子阵,并运用了信号子空间的旋转不变特性,可以对相干信号的水平角进行萃取。不足之处在于以上两种算法都是针对角度参数萃取提出的。而第三类期望最大(Expectation Maximization, EM)算法和空间交替广义期望最大(Space-Alternating Generalized Expectation Maximization, SAGE)算法,它们都是基于最大似然算法,通过求期望最大化,可以对时延、离开角、到达角、多普勒频移、幅度等多维参数进行联合萃取。文中同时给出了相关算法的仿真分析。之后,本文研究了基于winner ⅱ信道模型的D2a高速移动场景下的无线信道参数萃取方法。在D2a场景下,信道由8个簇组成,每个簇由空间位置相对集中的20个散射体的反射信号组合而成。对于20条径的到达角来说,彼此之间非常接近。因此单纯的使用SAGE算法不能满足精确的角度萃取的要求。因此本文创新性地提出了改进的SIC-SAGE算法,即首先通过ESPRIT算法得到角度估计值,再引入连续干扰消除(Serial Interference Cancellation)的概念,从而获得SAGE算法的初始值,文中并给出了相应的公式推导。通过仿真得出改进的SIC-SAGE算法可以提高收敛速度,对于角度萃取的精度更高。同时文中重点分析了高速场景下影响多普勒频移萃取准确性的参数,仿真结果表明信噪比越高,天线数目越多时改进的SIC-SAGE算法下萃取参数的均方根误差(Root Mean Square Error Estimation, RMSEE)越低。

关键词：高速铁路无线信道参数萃取方法多重信号分类法旋转不变技术估计信号参数算法空间交替广义期望最大算法 winner ⅱ信道模型

高速铁路环境下MIMO-STBC技术的研究

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高速铁路环境下MIMO-STBC技术的研究

作者：于永澎大连交通大学

学位级别：硕士

GSM-R技术已广泛应用于我国高速铁路线路上,但随着铁路各项业务的增加,GSM-R作为窄带通信系统难以满足更多的列车通信信息服务,因此国际铁路联盟提出了高速铁路通信将采用铁路宽带移动通信系统(LTE-R)技术发展战略。LTE-R系统在网络架... 详细信息

GSM-R技术已广泛应用于我国高速铁路线路上,但随着铁路各项业务的增加,GSM-R作为窄带通信系统难以满足更多的列车通信信息服务,因此国际铁路联盟提出了高速铁路通信将采用铁路宽带移动通信系统(LTE-R)技术发展战略。LTE-R系统在网络架构、频点规划、网络吞吐量以及业务拓展等能力上都大大超越了 GSM-R系统,而MIMO技术作为LTE-R系统中的关键技术,可以利用多天线设计提升数据的传输能力,通过空间复用技术和空间分集技术为系统提供复用增益和分集增益。鉴于MIMO技术能够有效提高系统的信道容量与可靠性,本文尝试将MIMO技术引入高速铁路环境中,重点对STBC的编译码设计和误码性能进行研究,为高速铁路环境下MIMO技术的设计及参数配置提供了参考依据,具有很强的的现实意义。本文研究工作主要包括以下几个方面:(1)在调研国内外MIMO技术和空时编码技术发展历程、总结MIMO技术在铁路通信领域的研究基础之上,分析了无线信道特征与高速铁路环境下信道的传输特性,对Okumura-Hata模型、COST-207模型、winner Ⅱ模型三种常用的高速铁路信道模型进行对比,并重点研究了winnerⅡ信道模型及其建模方法。(2)通过对高速铁路环境下MIMO系统模型的研究,推导出发射信号和接收信号之间的关系,在此基础上重点分析了 MIMO系统的信道容量,对不同天线设计的系统进行信道容量仿真,针对最大比合并、等增益合并、选择合并三种分集合并技术,通过仿真对比选出性能最好的方案。(3)对D2a场景下的STBC编译码方案进行了深入研究,由于STBC的设计主要针对于发射端,因此在接收端选择性能更优的最大比合并作为MIMO系统的接收分集,从而提升了 STBC的误码性能,使得MIMO系统在降低了接收复杂度的同时又能够获得更多的分集增益。(4)以winner D2a信道作为高速铁路信道模拟器,对STBC在不同参数条件下的误码性能进行测试,并通过带通滤波器生成宽带和窄带干扰信号,测试了 STBC的抗干扰性能。从测试结果可知,采用STBC技术的MIMO系统可利用发射分集和接收分集来提供可靠高效的数据传输,对高速列车的变速运行有较强的适应性,能够有效对抗多径效应引起的深度衰落。

关键词： MIMO技术 winner ⅱ信道模型 STBC 最大比合并

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高速移动环境下MIMO空时编译码技术研究

高速移动环境下MIMO空时编译码技术研究

作者：张丽娜沈阳理工大学

学位级别：硕士

MIMO技术在通信系统的收发端利用多天线,将数据在不同子信道上传输,实现了空时复用,能在不增加带宽和功率的条件下提高信息传输速率和频谱利用率,在移动通信领域得到了广泛应用。为满足高速移动环境下的通信需求,通信技术朝着宽带化和... 详细信息

MIMO技术在通信系统的收发端利用多天线,将数据在不同子信道上传输,实现了空时复用,能在不增加带宽和功率的条件下提高信息传输速率和频谱利用率,在移动通信领域得到了广泛应用。为满足高速移动环境下的通信需求,通信技术朝着宽带化和数字化发展,以确保移动通信系统的服务质量(包括建立呼叫时间、越区切换时间等)。鉴于MIMO技术可有效提高系统通信容量和可靠性,本文重点开展高速移动环境下MIMO空时编译码技术研究,为高速移动环境下MIMO通信系统设计和参数配置提供指导,具有十分重要的理论意义和现实意义。本文首先对MIMO通信技术进行了深入研究,重点分析了MIMO通信系统组成和通信机理、MIMO空时编译码机理,对常用信道建模方法以及高速移动环境下的MIMO技术应用进行了分析。在此基础上,对高速移动环境下空时编译码方法进行了深入研究,重点分析了适用于高速移动环境的winner ⅱ信道模型及建模方法,基于高速移动传播场景分别对DBLAST、STBC和STTC三种空时编码类型的编译码方法和通信性能进行了分析。针对高速移动环境下信道衰落快、多径损耗等特性,提出了一种基于修正施密特QR分解的MMSE-SIC译码算法,利用修正施密特正交化方法对信道矩阵进行QR分解,可有效降低舍入误差,提升误码性能,通过仿真验证了该算法的正确性和有效性。最后,基于winner ⅱ信道模型中适用于高速移动环境的D2a“乡村宏小区”和C3“城市宏小区”场景,分别在不同参数条件下对采用不同空时编码的MIMO通信系统误码性能进行了分析,并进一步分析了宽带和窄带干扰条件下MIMO通信系统的误码性能。通过本论文的研究为高速移动环境下MIMO通信系统设计和参数优化配置提供基础和依据。

关键词： MIMO技术空时编码译码算法 winner ⅱ信道模型

高铁频谱地图中电磁环境模块与干扰检测模块设计研究

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高铁频谱地图中电磁环境模块与干扰检测模块设计研究

作者：顾春梅西南交通大学

学位级别：硕士

在高速铁路无线场景中,列车的高速运行造成了信道快变,使得车地通信系统在传输可靠性、频谱、功率与能耗有效性,设备复杂度与时延等各个方面面临全新挑战。为了迎接这些挑战与克服这些问题,提出了频谱环境地图。频谱环境地图应用在高铁... 详细信息

在高速铁路无线场景中,列车的高速运行造成了信道快变,使得车地通信系统在传输可靠性、频谱、功率与能耗有效性,设备复杂度与时延等各个方面面临全新挑战。为了迎接这些挑战与克服这些问题,提出了频谱环境地图。频谱环境地图应用在高铁车地通信系统,扩充其内容,包括铁路沿线的地形地貌、无线设备、路径传播损耗、信道特性、电磁干扰、通信质量测试结果等信息,可获得对于信道、干扰以及通信质量的预测结果。本文完成基于频谱环境地图的高铁车地通信系统中的两个模块,电磁环境模块和干扰检测模块。电磁环境模块的主要工作是完成电波传播损耗模型建立和仿真。文中将winner ⅱ信道模型应用到高铁通信系统,它能够满足高铁无线通信系统的高速数据速率、分组传送、延时低等要求。文中详细的介绍了winner Ⅱ模型,并选择其中适合高铁的场景,对该模型的参数及信道进行IT++仿真。给出了winner ⅱ信道模型的参数分析、信道系数以及有关信道特性的仿真结果。本文借用频谱感知技术一干扰温度技术,采用改进的MTM-SVD算法去量化高铁沿线的干扰。通过对干扰温度的估计进一步完善高铁电磁环境预测信息。根据干扰温度判决的结果,做出恰当的通信方案的调整,从而达到干扰检测的目的。文中对整个过程进行了仿真,分析仿真结果表明：该模块具有较好的干扰检测性能,提高了高铁系统的抗干扰能力,同时给出频谱的实时占用情况,提高频谱资源利用率。

关键词：高铁 winner ⅱ信道模型高铁信道模型干扰温度高铁干扰 MTM-SVD